分布式光纖管道泄漏、地災監測

一、方案背景

油氣管道分布廣闊，不可避免地穿越地質條件復雜的地區，地質災害引發的風險比較大，管道一旦遭到破壞發生泄漏，會造成嚴重環境污染和經濟損失，嚴重時可能導致火災、爆炸等事故。管道沿線發育的地質災害類型主要為滑坡、崩塌、潛在不穩定斜坡、水毀等。由于輸油管道具有埋深淺、薄殼、內含高壓易燃易爆介質的性質，決定了沿線地質災害對管道的危害有其特殊性，較小的地質災害，也可能造成對管道的重大災害。我司根據行業相關規定制定分布式光纖管道泄漏、地災監測解決方案，守護管道安全。

二、方案概述

分布式光纖監測主機可同時監測應變和泄漏，通信光纜可以充當傳感器，此外，在有地災風險的區域鋪設應變光纜，采用分布式光纖解調儀可以實時連續地監測、定位及描繪出感應光纖整個監測范圍內細微的溫度、應變和振動變化。

系統包括：

分布式光纖解調儀：提供強大可靠的測量和定位功能。對于管道沿線的任何位置，當經計算后的溫度和應變測量結果超出項目特定標準時，隨即觸發警報。微小的溫度異常（泄露的早期跡象）或應變異常（地層移動的首要特征）可在整個監測距離上定位在數米內。 

監測軟件：用于處理溫度、應變和振動數據，產生預警并將數據處理和存儲在專用的數據庫中。 

接口與通信：通過TCP/ IP或中繼，與第三方系統通信。 

傳感器：通常為與管道一起安裝的標準單模光纖通信光纜。 

Map：簡潔明了的GIS界面用于識別線路上與之KPS和GPS坐標關聯的預警位置，并將事件演變過程虛擬化顯示出來。

管道泄漏檢測

    管道泄漏會引起周圍土壤的溫度變化。通過分析管道沿線的溫度變化，以米級精度檢測并定位細微滲漏，然后通過統計學算法處理大量的參數，進而從正常的季節性溫度和氣候變化中辨別出真正的泄漏。

地層移動檢測

    管地層移動會對管道路徑產生損傷，進而危害管道完整性。為了對這些危害中的一個或多個進行高靈敏度、高效益和強勁穩定地監測。

    通過應變和溫度的結合測量，可以實現對滑坡、蠕變、沉降及侵蝕現象的檢測和監測。使用光纖應變傳感器，能夠檢測和定位沿著管道/光纖傳感器上任意位置幾厘米的地層位移，定位精度在幾米以內。通過振動檢測，能夠推斷出地震和相關現象（例如地震、火山活動）

第三方侵入檢測

某些活動行為，例如建設和非法挖掘，往往對眾所關心的事情造成直接真實的危害。DIVA能夠對管道的整個監測長度上的第三方侵入進行檢測、定位和分類。

擾動會在土壤中產生微弱的壓力或振動，標準通信電纜（感應光纖） 進行感應， 軟件用復雜的算法進行分類，以判定信號來自異常事件還是正常的環境變化。

DIVA類似一部連續的寬頻帶電話，監測管道路徑沿線上不同事件產生的特定頻率，即使面對大量的同步事件也能夠通過可管控的數據量進行分類，因此可以快速區分開“正常”和“異常”事件。

DIVA足夠靈敏，可以在侵入變成危害前將其檢測出，例如挖掘機到達現場開挖之前就能夠反應出來。當檢測到危及安全的事件時，會觸發預警并在Map（或其他GIS）地理圖形上顯示出來，同時發送給管道數據采集與監視系統SCADA或第三方平臺。

管道變形

為監測管道的變形狀況，將光纖鋪設在管道的表面，這樣管道任何的形變都可以直接反饋到光纖中。形變過程中光纖的拉伸和壓縮變化被檢測下來，并觸發警報。

三、方案功能特點

1）靈敏度高，初始溫度（泄漏）、應變（地層移動）和振動（侵入）事件可以更早地被檢測到，給運營商留下反應時間；

2）高效益和靈活性，只要隨著管道一起安裝了光纜，就能通過其中的部分光纖以的附件成本進行泄漏和侵入檢測；

3）分布式光纖解調儀的監測距離長，超過60km，可以根據用戶的需求進行選擇，設定的空間分辨率在整個距離范圍內保持不變，光學預算高，光纖安裝余地大；

4）監測系統連續有效性高，可提供管道完整性危害的實時信息；

5）專有的監測軟件確保對檢測到的事件進行智能分析，建立有效的通信預警，并最小化誤報。

四、主要監測設備

1）長距離分布式光纖解調儀Vision DITEST

2）應變傳感光纜SMC